近日,央視7套國防科工播出了《揭秘“空中利劍”殲-11B》,其中曝光了殲-11B戰(zhàn)斗機使用的復合材料,讓我們對于這種戰(zhàn)斗機用的先進材料有了更進一步的了解。
殲-11B戰(zhàn)斗機是中國沈飛公司在引進前蘇聯(lián)/俄羅斯的蘇-27SK后進行國產(chǎn)化,換裝了國產(chǎn)綜合火控系統(tǒng)、全玻璃化座艙、四余度數(shù)字式電傳操縱系統(tǒng)、太行渦扇發(fā)動機等部件的重型戰(zhàn)斗機,在研制過程中克服了新型復合材料材料研制、整體式風擋光學畸變、彈射式發(fā)射架故障、衍射平顯、太行發(fā)動機等問題,才真正成為我軍三代機主力。
早在“六五”期間,沈陽飛機設(shè)計所、航空材料研究院和沈陽飛機廠共同研制殲擊機復合材料垂尾壁板,比原鋁合金結(jié)構(gòu)輕21kg,減重30%,材料研制從1997年開始,進行了10年左右的時間,自行設(shè)計制造了排布機,完成了熱壓罐技術(shù)改造,按照復合材料接工要求進行了環(huán)境改造。2003年,沈飛研究所副總設(shè)計師章怡寧主持完成了準全尺寸翼身組合體地面強度驗證,使復合材料在飛機上的用量儲備達到25%,減重效率達到25%。2006年,章怡寧主持完成了殲-11B戰(zhàn)斗機材料研制與應用工程,實現(xiàn)了自主保障,建立了材料體系。其中復合材料和鈦合金用量分別達到9%和15%,飛機的機翼、垂直尾翼、水平尾翼等四個主要部件全部換用了復合材料,使用量高達555公斤,占飛機總重量的9%,減重效率達到17%,創(chuàng)造了我國航空材料領(lǐng)域的多個第一。
2005年,T300碳纖維的全球供貨危機爆發(fā),章怡寧帶領(lǐng)一航沈飛、625所、621所、623所,拓展碳纖維公司、北航、中科院化學所以及復旦大學等九個單位在沒有一分錢經(jīng)費投入的條件下從2005年攻關(guān)到了2007年,提高了國產(chǎn)碳纖維致密度、改進耐濕熱性能、模量控制,首次建立碳纖維36項技術(shù)指標評價體系,提出關(guān)鍵性能底線指標。最終2008年8月,國產(chǎn)碳纖維復合材料全尺寸部件通過靜力試驗考核,12月,通過了裝機評審,轉(zhuǎn)入裝機應用階段。
本次視頻中就出現(xiàn)了加工復合材料的畫面,包括生產(chǎn)碳纖維、碳纖維編織、高溫固化等畫面。殲-11B 采用了10%的復合材料,使用在機翼蒙皮、垂尾、平尾等位置。該材料加工前是軟質(zhì)預浸料外形,有黏性的樹脂和排列緊密的碳纖維,通過手工將其層層鋪疊粘接處理成型,然后使用熱壓罐中加高溫、高壓,讓樹脂發(fā)生交聯(lián)化學反應,最終形成大分子量的固化后的零件,重量只有鋁合金的0.6左右,但是強度和鋼度都比鋁合金高。殲-11B的機體重量因此減輕了700千克。但是因為復合材料工藝不過關(guān),長期存在可靠性問題,殲11b的進氣道復合材料強度長期不足,只能打上鈦合金加強條,困擾了殲-11戰(zhàn)斗機很長時間。
現(xiàn)在,沈飛借鑒軍機大型復合材料機翼、機身整體壁板工藝技術(shù),已經(jīng)在C919大型客機垂尾和后機身桶段使用了復合材料制造大型大曲率超長細比縱橫加筋整體壁板,建立了大型加筋壁板精準制造工藝體系。而2.0版FC31戰(zhàn)斗機身上大面積使用了復合材料,據(jù)說比例已經(jīng)達到了25%。希望我國的復合材料應用能夠更快更好,大大提高我國戰(zhàn)斗機的作戰(zhàn)能力!